14.利用反应技术降低烟草薄片刺激性物质的释放量姚元军 孙德平 王学文（湖北中烟技术中心黄鹤楼薄片应用研究所）摘要：在造纸法烟草薄片制备过程中的提取阶段和浓缩阶段，对提取液和浓缩液进行了反应技术处理。
利用Py-GC-MS技术，对制备得到的烟草薄片在300℃、450℃、600℃、750℃下的热裂解行为进行了研究，对烟草薄片燃吸过程中会产生的刺激性物质的释放量进行了分析比较。
结果表明，在750℃裂解时，1＃空白样品所释放的乙醛相对含量为48.79%，而经反应技术处理制备的2＃和3＃烟草薄片为37.35%和14.43%，分别下降了23.45%和70.42%。
2＃和3＃薄片所形成的丙酮醛分别下降了19.03%和66.81%，丙醛释放量分别下降了20.35%和55.81%。
关键词：反应技术 烟草薄片 刺激物 释放量 Py-GC-MSReduction of Irritants Release in Paper-making Tobacco Sheet by Reaction TechnologyYAO-YUANJUN ,SUN-DEPING,WANG-XUEWENTechnology Center of hubei Branch of china Tobacco Industrial corporation, Wuhan430056, ChinaAbstract: At the stage of extraction and concentration during the preparation of papermaking tobacco sheet, the extracted liquor and concentrated liquor were treated by reaction technology respectively. The thermal pyrolytic behavior of obtained tobacco sheets at 300, 450, 600 and 750℃ respectively were investigated. The release quantity of irritants which formed in the process of smoking was analyzed and compared. It showed that the relative quantity of released acetaldehyde in control was 48.79 percent, while those of the treated No.2 and No. 3 samples were 37.35% and 14.43%, by decreasing 23.45% and 70.42% respectively. In addition, the release quantity of methylglyoxal in treated No.2 and No. 3 samples was reduced by 19.03% and 66.81%, while the quantity of propanl was decreased by 20.35% and 55.81% respectively.Keywords:Reaction Technology, Papermaking Tobacco Sheet, Irritants, Release, Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry (Py-GC-MS)1858年，有关烟草薄片的专利首次进行了披露。
此后，大量的专利文献报道了有关利用烟草下脚料为原料，采用不同工艺进行烟草薄片加工的方法和技术,其中主要加工工艺包括：造纸法、稠浆法、辊压法和挤压法工艺。
其中前两种工艺取得了重大的成功，世界烟草巨头菲莫公司、英美烟草公司以及雷诺兹公司都因此获得了巨大的经济利益。
近年来，造纸法烟草薄片的生产量和用量逐年增大，是未来最重要的一种烟草薄片加工工艺。
目前，国内已经有一些企业开始利用造纸法技术生产烟草薄片，但薄片的性能、质量、稳定性尚存在一定问题，影响其填充值，严重影响品牌卷烟的使用和使用量。
烟草薄片的主要原料是烟梗、烟末及相关添加剂组成，其化学成分主要是由纤维素、半纤维素、木质素构成，与天然烟叶相比较烟草薄片的总糖、烟碱量较低，蛋白质含量偏高，体现在香、吃味上，烟味淡薄，杂气、木质气重，烟气粗糙，刺激性大，余味不舒适。
本文针对烟草薄片存在的问题，开展反应提取技术研究，去除和减低薄片的刺辣感、粗糙感，烧纸味、木质气等负面影响，提高薄片的填充值，提高卷烟经济效益，同时增强烟草薄片的烟气化学可控性，形成具有特征吸味和香气的烟草薄片。
经过反应技术处理的薄片，可以与糖类组分所降解的醛类物质，如乙醛、丙醛等刺激性醛类物质结合，形成致香成分从而降低烟气的刺激性，从而提高薄片的抽吸品质。
1 实验材料及方法1.1材料试验用的烟梗和碎烟叶取自湖北、贵州、云南、河南等地，其中烟梗分为云南烟梗、河南烟梗、武烟南路烟梗和烟叶摘后梗四种；碎烟末为鄂西碎片、贵州碎片、武烟烟棒、武烟卷包烟末、襄樊卷包烟末和武汉梗签六种。
骨架为木浆纤维。
1.2主要仪器与装置（1）PY-2020is 型裂解器，日本Frontier 分析仪器公司；（2）GCMS-QP2010 气相色谱质谱联用仪，日本岛津分析仪器公司；（3）DB- 5 石英毛细管柱，30m×0.25mm×0.25 um。
1.3 实验方法1.3.1薄片成品制备将800份的烟梗或1300份的碎烟末，分别加入5200份水和6500份水，在65℃时分别进行提取，在提取过程中进行不同的反应技术处理，得到烟梗、碎烟末的残渣和提取液。
将反应技术处理的梗提取液和末提取液按1：5组合，然后经真空浓缩达到23波美度，得到涂布液。
烟梗、碎烟末的残渣和一定量（14％）的木浆纤维经制浆抄造成型为基片，将涂布液涂布于基片经烘干分切后制得薄片成品。
1＃烟草薄片为空白对照，2＃烟草薄片为应用提取液反应技术处理所得到的样品，3＃烟草薄片为同时经提取液和浓缩液反应技术处理所得到的样品。
1.4 GC-MS工作条件色谱条件：气化温度280 ℃，载气为高纯氦，柱流量0.8 mL/min，分流进样，分流比为100∶1。
色谱柱升温程序：柱始温40 ℃，保持3 min，升温速率10 ℃/min，柱终温280 ℃，保持2min。
质谱条件：离子源温度200 ℃；接口温度380 ℃，电离方式EI，能量70 eV；质量扫描范围15~500 amu1.5热裂解实验将不同工艺处理的薄片磨成粉末，进行热裂解-气质联用分析。
裂解室接口温度为280 ℃；裂解温度分别为300 ℃、450 ℃、600℃和750 ℃；瞬间裂解。
2 结果与讨论国内薄片存在刺辣感较强、刺激性大、烧纸味重以及木质气重等负面因素，影响了薄片的抽吸质量，其产生的主要原因如图1：图1 烟草薄片刺激性、烧纸味和刺辣感产生的主要原因 Fig 1 Main reasons for producing irritation, paper taste, sting and hot sense 针对国内烟草薄片存在的刺激性问题，根据其产生的原因，本文设计了反应技术以解决或减轻薄片存在的刺激性，主要机理见图2。
图2 减轻烟草薄片刺激性反应技术机理图Fig 2 Mechanism of reducing smoke irritation by reaction technology 经反应技术处理的烟草薄片和空白薄片样品分别在300 ℃、450 ℃、600℃和750 ℃进行裂解，经标准谱库检索的裂解产物及相对含量和数据分析见表1、表2和表3。
5101520253035400102030405060708090100R e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)300 °CA．R1加热至300℃的总离子流图5101520253035400102030405060708090100450 °CR e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)B．R1加热至450℃的总离子流图510152025300102030405060708090100600 °CR e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)C．R1加热至600℃的总离子流图510152025300102030405060708090100750 °CR e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)D．R1加热至750℃的总离子流图图3 1#烟草薄片在不同温度下的热裂解产物谱图Fig.3 The chromatogram of the pyrolysis products of No.1 tobacco sheet atdifferent temperatures5101520253035400102030405060708090100300 °CR e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)A.R2加热至300℃的总离子流图5101520253035400102030405060708090100450 °CR e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)B.R2加热至450℃的总离子流图5101520253035400102030405060708090100600 °CR e l a t i v e i n t e n s i t yRet. time (minute)C.R2加热至600℃的总离子流图510152025300102030405060708090100750 °CR e l a t i v e I n t e n s i t yRet. time (minute)D.R2加热至750℃的总离子流图图4 2#烟草薄片在不同温度下的热裂解产物谱图Fig.4 The chromatogram of the pyrolysis products of No.2 tobacco sheet atdifferent temperatures5101520253035400102030405060708090100300 °CR e l a t i v e I n t e n s i t yRet. time (minute)A.R3加热至300℃的总离子流图5101520253035400102030405060708090100450 °CR e l a t i v e I n t e n s i t yRet. time (minute)B.R3加热至450℃的总离子流图510152025300102030405060708090100600 °CR e l a t i v e I n t e n s i t yRet. time (minute)C.R3加热至600℃的总离子流图510152025300102030405060708090100750 °CR e l a t i v e I n t e n s i t yRet. time (minute)D.R3加热至750℃的总离子流图图5 3#烟草薄片在不同温度下的热裂解产物谱图Fig.5 The chromatogram of the pyrolysis products of No.3 tobacco sheet atdifferent temperatures2.1烟草薄片1＃样品在不同温度下的裂解1＃烟草薄片在300、450℃裂解时，没有形成乙醛。